15中国矿业大学矿井运输提升课程设计.docx
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15中国矿业大学矿井运输提升课程设计
2015中国矿业大学矿井运输提升课程设计
中国矿业大学应用技术学院 本科生课程设计 姓名:
学号:
学院:
应用技术学院专业:
采矿工程 课程名称:
运输提升 指导教师:
苗运江职称:
副教授 2015年6月徐州 目录 1.刮板输送机选型设计...............................................................................................................................1刮板输送机选型设计参数........................................................................................................................1槽宽与链速选择.......................................................................................................................................1受力计算...................................................................................................................................................2电动机功率与选择...................................................................................................................................3链条选择...................................................................................................................................................42.带式输送机选型设计.................................................................................................................................6带式输送机选型设计参数.......................................................................................................................6带宽与带速选择.......................................................................................................................................6受力计算...................................................................................................................................................7电动机功率与选择...................................................................................................................................9带强度验算与选择.................................................................................................................................10上运选择逆止器,下运选择制动器............................................................................................................113.轨道运输选型设计..................................................................................................................................12轨道运输选型设计参数.........................................................................................................................12计算加权运输距离、平均坡度.........................................................................................................12选择电机车............................................................................................................................................12计算矿车数............................................................................................................................................13验算........................................................................................................................................................15确定电机车台数....................................................................................................................................164.提升机选型设计......................................................................................................................................18提升设备选型设计参数.........................................................................................................................18提升系统确定与提升容器选择.............................................................................................................18提升钢丝绳选择.....................................................................................................................................19提升机选择.............................................................................................................................................19提升机与井口相对尺寸确定.................................................................................................................20提升电动机初选.....................................................................................................................................21提升机运行参数计算与确定.................................................................................................................21提升系统动力学计算.............................................................................................................................25提升电动机容量校核.............................................................................................................................25提升电耗及效率....................................................................................................................................275.设计小结...................................................................................................................................................28
中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第3页 取最小张力为0,用逐点计算法求刮板链在各点的张力为 F3?
0 按照公式1-1计算F4 F4?
F3?
Fzh 式中F3=0 Fzh=176199N 将上述参数代入公式1-1得:
F4=176199N 按照公式1-2计算F1 F1?
F3?
(Fzh?
Fk) 式中Fzh=176199N Fk=41754N F3=0 将上述参数代入公式1-2得:
F1=67227N 按照公式1-3计算F2 F2?
F1?
Fk 式中F1=67227N Fk=61494N 将上述参数代入公式1-3得:
F2=108972N电动机功率与选择 牵引力为 F0?
k1*k2(Fzh?
Fk)?
**(176199?
41745)=263712N 取?
?
电机功率为N?
F0v263712*=394kW?
1000?
1000*中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第4页 如考虑15%~20%的富裕量,则N/=N=450~470kW,配2台710KW的YJTFKK5003-6的电机满足系统需要。
表YJTFKK5003-6电机的参数品牌产品类型外壳防护等级冷却方式执行标准额定功率额定电压产品认证 链条选择 选取42*152的级圆环链表圆环链的参数 圆环链规B级格试验负mm荷10×4014×5085150KN110190100200破断负荷荷kN130250130250试验负破断负荷荷kN1603104试验负破断负荷C级D级每米质量kg西玛三相异步电动机IP54空冷GB/T28562710KW6KVISO9001-2000 中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第5页 18×6422×8624×8626×9230×10834×12638×13742×152260380460540710900113013903204805706708901140142017403304905806809001160145017704106107208501130145018102220410610720850113014501810222051076090010601410181022702770 1829因为Fzh-Fk>0,所以刮板链3点张力最小,令F3=0,则 Fmax=F4=F3+Fzh=176199N中双链负荷分配不均匀系数取,则安全系数为 n?
2Fd?
2*1740*?
*1000?
?
*176199 刮板链的强度满足要求,可在给定条件下工作 中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第6页 2.带式输送机选型设计 带式输送机选型设计参数 输送量Q=500t/h, 运输机长度L=800m, 倾角β=8° 矿石最大块度300mm,?
=/m3:
带宽与带速选择 选用带宽1000mm、带速/s。
表各种带宽使用的最大块度 带500宽最大块度65015080015010002001200140016001800200035022003502400350300350350350350 表带宽B、带速v与输送能力Q的匹配关系 500650800100012001400160018002000 108198310507742 1392543976492174318496811217397620101414862065273334944338 7811278187226023444440354664 162223773304437355916941 267437184920629178085 29714130546669898676 612278299717 9083112779511188218627953470103213211652中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第7页 22002400 68438289869010526977611842108631315812166147371412017104 受力计算
(1)求圆周力Fu Fu?
FH?
FN?
FS1?
FS2?
FSt?
CfLg?
?
2qB?
qG?
cos?
?
qRO?
qRU?
?
qGHg?
FS1?
FS2 查文献[1]表3-22得:
f?
。
查文献[1]表3-23得:
mRO?
22kg,mRU?
17kg。
取lRO?
lRU?
3m,则 qRO?
2217?
18kg/m;qRU?
?
/m查文献[1]表3-7,选钢丝绳芯胶带GX-2500,得qB?
/m,则 qG?
Q500?
?
111kg/m*倾斜阻力:
FSt?
qGHg?
qG*g*Lsin?
?
111**800*sin8?
=121177N特种主要阻力:
Fs1?
FSa?
FSb按重载段为等长三托辊、前倾角?
?
2?
计算 FSa?
C?
*?
0*L?
(qB?
qG)*gcos?
sin?
?
**800*(?
111)**cos8?
*sin2?
=4909N 于不设裙板,故FSb?
0。
特种主要阻力:
FS2?
FSc?
FSd FSc?
Ap?
3?
*50000*=105N FSd?
BKa?
1*1500=1500N FS2?
105?
1500?
1605N FU?
**800**?
18?
?
(2*?
111)cos8?
?
?
121177?
4909?
1605 =174417N
中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第8页 各点张力计算。
输送机布置如图所示。
图带式输送机布置图 按启动时的工况求出F1、F2,取n=、α=α1+α2=300°、?
?
,则 ?
n?
?
?
F1?
FMAX?
Fu?
?
?
?
1?
?
174417?
1?
=234086N?
?
e?
1?
?
?
1?
F2?
F1234086?
=48768Ne?
?
正常运行时各点的张力:
空段阻力Fk,忽略传动部分长度,则 Fk?
qBLfcos?
?
qRULfg?
qBLgsin?
?
?
*cos8?
?
?
*800**?
*800**sin8?
=-34687N重段阻力Fzh Fzh?
?
qB?
qG?
?
fcos?
?
sin?
?
Lg?
qROLfg?
?
?
111?
?
*cos8?
?
sin8?
?
*800*?
18*800**=197585N F3?
F2?
48768N F4?
F3?
Fk?
48768?
34687=14081N 中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第9页 =36501NF5?
F6?
Fzh?
F1?
Fzh?
234086?
197585校核垂度。
垂度校核必须分别校核重段垂度和空段垂度,两者都要找出最小张力点。
各点的张力计算值可知,重段最小张力在位置5;空段最小张力点在位置4。
重段垂度所需要的最小张力为 Fmin?
?
qB?
qG?
g*lRO?
?
?
111?
**=11102N 8fmaxlRO8*?
Fmin 通过 空段垂度所需要的最小张力为 /Fmin?
qBg***3?
=7339Nfmax8*/ 通过F4?
电动机功率与选择 ?
m?
174417**电动机功率N?
FUv1000双滚筒传动功率分配计算 ?
?
?
?
?
?
NI/NII?
e2?
e1?
1/e?
?
2?
1?
?
因为NI?
NI?
NII?
256,所以NI?
209kW,NII?
47kW 选用江苏新大力YB3-YBK2防爆电机用于I号滚筒;选用集安佳信YBS-90防爆电机用于II滚筒。
表YB3-YBK2电机参数 品牌产品类型型号 江苏新大力三相异步电动机YB3-YBK2中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第10页 额定功率(kw)额定转速(rpm)额定电压 3151450/2960380/660660/1140表集安佳信YBS-90电机参数 品牌型号功率电压功率参数功率 带强度验算与选择 选钢丝绳芯胶带GX-2500 校核胶带安全系数 m?
?
bB/Fmax?
25000*100/234086=>10 通过 吉字牌YBS-9090380/660 660/1140表GX-2500钢丝绳芯胶带参数 参数名称带芯强度钢丝绳直径钢丝绳结构厚度GX-2500250007*7*8+8 中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第11页 带厚每平方米质量钢丝绳间距胶带宽度2517800~2000 上运选择逆止器,下运选择制动器 中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第12页 3.轨道运输选型设计 轨道运输选型设计参数 一运输大巷电机车运输如图所示,试确定电机车型号和矿车型号、并确定列车组成和机车台数。
600m 600m 1000m3‰ 3‰ 5‰ 1500m 2000m 西翼:
3‰ 3‰ 东翼:
井底车场 出矸5万t/年 出矸50万t/年 计算加权运输距离、平均坡度 ㈠设计生产率 在一般情况下,设计生产率是根据办事生产率并考虑到运输不均匀系数而确定的。
运输不均匀系数采用。
㈡加权运输距离 每年的工作天数按330天算,每天2个工作班,每年西翼的出矸量为5万t,每班的出矸量为;每年东翼的出矸量为50万t,每班的出矸量为。
按照公式3-1确定加权运输距离 L?
A1L1?
A2L2 A1?
A2式中A1为西翼装车站班生产率,/班; A2为东翼装车站班生产率,/班; 将上述参数代入公式3-1得:
L=。
㈢平均坡度 按照公式3-2确定平均坡度 ip?
?
H2?
H1?
?
i1l1?
i2l2?
i3l3?
i4l4?
i5l5 1000L0l1?
l2?
l3?
l4?
l50,l2?
60m0,l3?
150m0,l4?
200m0,l5?
100m0;式中l1?
60mi1?
3‰,i2?
5‰,i3?
3‰,i4?
3‰,i5?
3‰; 将上述参数代入公式3-2得:
ip?
‰ 选择电机车 根据年出矸量,文献[1]的表4-9确定电机车的粘着质量为8t,根据粘着质量文献
中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第13页 [1]的表4-2确定选择6XK8-7/1409KBT电机车。
表3-16XK8-7/1409KBT 电机车型号粘着质量轨距固定轴距车轮直径牵引高度最小曲率半径制动方式牵引力小时制速度小时制牵引电动机功率长时制牵引电动机台数外形尺寸长外形尺寸宽外形尺寸高蓄电池额定电压容量制造厂家6XK8-7/1409KBT8600,762,9001150680320,4307机械15244901044,1192,12201600140440湘潭电机厂计算矿车数 ㈠按电机车的粘着质量计算重车组质量 电机车牵引重车组沿平均坡度的直线轨道上坡启动时所需给出的牵引力为 (3-3) 式中:
F为重列车上坡启动时电机车所需给出的牵引力,N; 中国矿业大学应用技术学院采矿专业《运输提升课程设计》第14页 P为电机车的质量,8t;Qz为重车组质量,t; 为重列车启动时的阻力系数,见文献[1]表4-7; ip为运输线路的平均坡度,见式; g为重力加速度,取/s2; a为启动时的加速度,取。
整台电机车的粘着条件是 (3-4) 式中:
F为电机车为克服列车运行阻力所必须提供的牵引力。
另外,根据电机车的粘着条件,即把式代入式之后得到所以(3-5) 式中:
为电机车撒砂启动时的粘着系数,见文献[1]表4-8; Pn为机车的粘着质量。
将上述参数代入公式
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